Лазерный отражатель на Луне

[Aledr]

Смотрю видео лекцию про измерение расстояний в космосе. Там выступает человек в белом свитере и рассказывает о различных способах измерения расстояний в астрономии. Может смотрели? Когда он коснулся темы высадки астронавтов на Луну и упомянул этот отражатель, у меня в памяти сразу же всплыл случай, когда я года 2 назад, изучая тесты телескопов в ютубе, прочитал спор в комментариях под видео двух американских граждан, по крайней мере носителей языка. Они спорили по поводу этого отражателя, оставленного там для точного определения расстояния до Луны. Один из оппонентов возражал на возможность такого способа определения расстояния до Луны следующими аргументами. Самый современный лазер имеет угол раскрыва, который даже при самом минимальном угле даст на Луне, на расстояниях 380 000 км, огромное рассеянное пятно. В результате, мощность падающая на отражатель уменьшится очень сильно. На обратном пути мощность его также будет потеряна. Объясните в каком месте заблуждается этот оппонент. А то, если кто то вздумает мне возразить таким же аргументом, сяду в лужу гарантированно, в силу своей слабости в науках. Раньше я не придал этому значения, а сегодня это видео вновь напомнило об этом. Я сам предполагаю, что используются импульсные лазеры очень высокой мощности. Тогда какой должна быть мощность импульса, чтобы на земле поймать сигнал, превосходящий шумы?

[СТРОБОСКОП]

огромное рассеянное пятно.

Пятно на луне получается 25 кв. км.
см. Вики, статья "Лазерная локация луны"
Лазерный импульс 50 Дж, длительностью 1*10^-9 сек. Не представляет из себя что нибудь запредельного. (Мощность= 5*10¹⁰ Вт)

[библиограф]

 

Тогда какой должна быть мощность импульса, чтобы на земле поймать сигнал, превосходящий шумы?

Для первых опытов по лазерной локации Луны в СССР в 1963 году, (они проводились без отражателя на Луне)
использовали рубиновый лазер (других тогда просто не было!) с энергией в импульсе 20 Дж (самый мощный из
имевшихся).
Зато приемником служил ФЭУ в фокусе 266 см телескопа ЗТШ Крымской обсерватории. Сигнал был чуть выше
уровня шумов, но всё-таки приняли!

[alexann]

Выходит и отражатель не нужен. Тем более сегодня.

[Aledr]

Если 25 кв км, то угол расфокусировки у лазера должен быть около 3,5''? Как я и предполагал, мощность импульса очень высока.

[СТРОБОСКОП]

Выходит и отражатель не нужен. Тем более сегодня.

Нужен конечно. Лазер поменьше, сигнал/шум побольше, обслуживание  попроще, стоимость установки поменьше - вот для чего отражатель.  А он там стоит и есть не просит.

[Aledr]

Если лазер можно сфокусировать, то как с радиолокацией? У него так кучно собрать импульс не получится наверное?

[СТРОБОСКОП]

Если лазер можно сфокусировать

Как вы представляете себе фокусировку лазера на поверхность луны?

[Грехов Михаил]

Лазер на Луну посылают при помощи телескопа. Ясен пень не обычная лазерная указка. При увеличении диаметра пучка угол расхождения становится намного меньше. Часто для этого используют телескопы по 2-3 метра диаметром.... Им же ловят и отраженный пучок. Например так нашим ЗТШ делали. Ставят специальный интерференционный фильтр, который настроен на нужную длину волны.... Может облучают, когда на данной части лунной поверхности - ночь... В общем все ловится довольно уверенно. Основная проблема не сколько в том, что чувствительности не хватит, а то, что для точного расстояния надо пикосекунды ловить.

Выходит и отражатель не нужен. Тем более сегодня.

Нужен. Только с таким отражателем получается хоть какая-то приемлимая точность для получения модели движения Луны.... а без отражателя - из-за всякого рельефа и точность никакая.... сегодня уже она составляет несколько миллиметров... увеличившись на несколько порядков со времен 60-х.

[Aledr]

Имелось ввиду сконцентрировать излучение на маленькой площади.

[Toth]

то как с радиолокацией? У него так кучно собрать импульс не получится наверное?

Зато отражатель - вся планета.

[Грехов Михаил]

Не получится. Дифракционная расходимость останется. Для метрового телескопа "минимальное пятно" в которое можно собрать лазер на Луне будет около 0,5 километра. Меньше -ну никак.... ну и фокусировка все-равно на бесконечности. Еще и точно попасть надо. А отражатель на Луне размером 105х65см самый большой.

[СТРОБОСКОП]

При увеличении диаметра пучка угол расхождения становится намного меньше.

Глупость ляпнули.

[Aledr]

Какой смысл, что вся поверхность планеты, если там имеют значения углы в доли секунд? Только небольшая площадь поверхности планеты может отразить сигнал в сторону Земли. Остальное всё в космос, во все стороны.

[alexann]

сегодня уже она составляет несколько миллиметров...

Несколько миллиметров от чего? Уровня моря Ясности? Ну это не серьезно....

[РВС]

Можно заметить, что радиолокацию благополучно осуществляют для Марса, Венеры и Меркурия (тоже еще в 60-х годах начали), а также для околоземных астероидов - без всяких отражателей, разумеется.

[СТРОБОСКОП]

Можно заметить, что радиолокацию благополучно осуществляют для Марса, Венеры и Меркурия (тоже еще в 60-х годах начали), а также для околоземных астероидов - без всяких отражателей, разумеется.

Только точность там низкая.

[Грехов Михаил]

Глупость ляпнули.

Идите учите матчасть дружище!   

Несколько миллиметров от чего? Уровня моря Ясности? Ну это не серьезно....

Несколько миллиметров от самого Лазера. То есть лазер посылает световой пучок находящийся на поверхности Земли и принимает.... и точность обратного восприятия по дистанции - несколько миллиметров. Далее конечно надо все пересчитывать.

[СТРОБОСКОП]

Идите учите матчасть дружище!

Любой, самый совершенный оптический расширитель, может только сохранить или увеличить расходимость исходного лазерного пучка.

[РВС]

Нужен конечно. Лазер поменьше, сигнал/шум побольше, обслуживание  попроще, стоимость установки поменьше - вот для чего отражатель.  А он там стоит и есть не просит.

Ну и точность выше. Потому что в этом случае измеряется сумма расстояний между конкретно лазером, отражателем и приемником, достаточно компактными. А без отражателя будет измеряться неизвестно как усреднившееся по пятну расстояние до этого пятна.

Только точность там низкая.

Естественно.